Coulomb multiple scattering of heavy particles

Summary

The Coulomb multiple-scattering theories of Molière and of Nigam, Sundaresan and Wu for particles heavier than electrons are reviewed and their ability to fit experimental data is discussed. We obtain the following results:a) the theories, for energies less than 1000 MeV, are equivalent apart from the definition of the numerical value of the screening parameter;b) previous analyses of the experimental data are not reliable because secondary effects (due to kinematics, energy loss, beam structure and nuclear interaction) have not been taken correctly into account;c) the theory, in its more complete formulation, seems satisfactory only at high energies;d) the analysis of recent data, taken at 36 and 21 MeV with high precision, shows that the theory is able to give only the gross behaviour of the experimental distributions but does not give the details.

Riassunto

Si riesaminano le teorie di Molière e di Nigam, Sudaresan e Wu sulla diffusione multipla coulombiana e si ridiscute la loro correttezza alla luce dei dati sperimentali esistenti. I risultati ottenuti sono:a) le teorie, per energie inferiori a 1000 MeV, sono equivalenti fra loro, tranne che per la definizione del valore numerico del parametro di schermo;b) alcune delle analisi precedenti di dati sperimentali non sono attendibili perché effetti secondari dipendenti dalla cinematica, dalla perdita di energia, dalla struttura del fascio e dall’interazione nucleare non sono stati presi in considerazione in modo adeguato;c) la teoria, nella sua formulazione piú completa, sembra soddisfacente solo ad alte energie;d) l’analisi di recenti misure di elevata precisione a 21 e 36 MeV mostra che la teoria è in grado di riprodurre solo l’andamento grossolano, ma non i dettagli, delle distribuzioni sperimentali.

Резюме

Анализируются теории многократного кулоновского рассеяния Мольер и Нигама, Сандарезана и Ву для частиц, тяжелее электронов. Обсуждается применимость этих теорий для объяснения экспериментальных данных. Получены следующие результаты:a) эти теории для энергий ниже 1000 МэВ являются эквивалентными, за исключением определения численного значения параметра экранировки;b) предыдущие анализы экспериментальных данных не являются надежными, потому что вторичные эффекты (обусловленные кинематикой, энергетическими потерями, структурой пучка и ядерным взаимодействием) не учитываются адекватно;c) теория, в ее наиболее полной формулировке, по-видимому, справедлива только при высоких энергиях;d) анализ недавних данных, полученных при 36 и 21 МэВ с высокой точностью, показывает, что рассматриваемая теория воспроизводит только основное поведение экспериментальных распределений, но не описывает детали.